1. FEWS – Vecht
Hoogwater instrumentarium
Pieter Filius
Adviseur watersysteem
Ws. Vechtstromen (voorheen Ws. Velt en Vecht)
18 juni 2014
Resultaat van stroomgebied brede
samenwerking

2. Inhoud
 In the beginning ……
 Doel
 Werkwijze
 Opbouw
 Model performance
 Huidige Status / Verdere ontwikkeling
 In the end …….. >> Korte live demo
 Vragen / discussie?

3. In the beginning ……

4. Eind oktober 1998

5. Prelude - Legacy
 2004 Overdracht van de Overijsselse Vecht
 Bruidschat: RWS-ON maakt een operationeel
HW-voorspelmodel voor de waterschappen
 2005 Multi-lineair Regressie model (arcadis)
 2007 MLR in jasje (HKV)
 Flo-Vecht (analogy Flo-Rijn): voldeed niet aan
de door RWS gestelde minimale criteria
 2009 ultiem aanbod van RWS-ON:
 nu of nooit

6. Projectpartners:
• Ws Velt en Vecht (penvoerder),
• Ws Groot Salland,
• Prov. Overijssel,
• Rijkswaterstaat Oost NL en
• Ws Regge en Dinkel
Plus: Intensieve contacten met Duitse partners:
NLWKN (Nedersaksen) en
Bezirksregierung Münster / LANUV (Noordrijn-Westfalen)
Het Samenwerkingsverband „Stroomgebiedsbreed
Modelinstrumentarium Vecht“ (SMV) wordt in oktober 2010
opgericht

7. Ontwikkelfase: 2010 - 2012
Testfase: 2013 - 2014
Operationele inzet: vanaf 1 januari 2014
Meerjarig ontwikkel traject

8. Doel

9. • Het klimaat verandert:
a. Timing van inzet van retentiegebieden
b. Hoogwater Alarmering
c. Ondersteuning van calamiteitenplannen.
• De Vecht verandert:
a. herstel van rivierlopen in het Vechtstroomgebied
b. Met mogelijke gevolgen voor hoogwaterveiligheid.
 Vereist: krachtig, dynamisch, operationeel modelinstrumentarium.
 Ontwikkeling van een informatie platform met hoogwatervoorspel
modellen
 FEWS - VECHT
Doel

10. Werkwijze

11. Werkwijze
 Formuleren van een Businesscase
 Gezamenlijke financiering
 Gefaseerde aanpak
 Betrokkenheid van diverse adviseurs

12. Businesscase
Samenwerkingsverband Kwantitatief Beheerinstrumentarium Vecht
O. Context
In het stroomgebied van de Vecht werken de Nederlandse en Duitse projectpartners aan een
halfnatuurlijke en veilige Vecht. Voor de komende jaren liggen er belangrijke opgaven wat betreft
hoogwaterveiligheid en kwantitatief beheer van de Vecht. De dijken moeten voldoende sterk en hoog
zijn, herstelmaatregelen moeten worden afgestemd op bestaande functies en
hoogwaterbescherming en hoogwatergolven moeten tijdig en betrouwbaar worden voorspeld om
burgers te waarschuwen en om zonodig tot evacuatie over te gaan.
Om deze verschillende opgaven te bereiken is een krachtig analytisch beheerinstrumentarium nodig,
dat voorziet in de kwantitatieve modellering van de grensoverschrijdende Vecht. Concreet betekent
het dat een modelinstrumentarium nodig is om de Vechtdijken te toetsen en waar nodig te
versterken, herinrichtingsmaatregelen te beoordelen en retentiegebieden dan wel noodmaatregelen
tijdig en gericht in te kunnen zetten bij hoogwatersituaties. Het recente hoogwater van augustus
2010 heeft nadrukkelijk nog eens de noodzaak van een beheerinstrumentarium voor extreme
situaties aangetoond.

13. Gezamenlijke financiering
Modellijn 1
HW-model
Modelspoor 2
Stromingsmodel
(+ HW-module) Totaal Besteding t/m
RWS Oost-Nederland 150.000 - 150.000 2010-2011
Provincie Overijssel - 100.000 100.000 2010-2011
Waterschap Velt en Vecht 15.000 85.000 100.000 2010-2015
Waterschap Groot Salland - 85.000 85.000 2011-2015
RWS Waterdienst - p.m. p.m. 2011-2017
Duitse partners - p.m. p.m. 2011-2015
Tabel B.1: Besteding per partner en modellijn (bedragen in euro)
2010 2011 2012 2013-2015
RWS Oost-Nederland 30.000 120.000 - -
Provincie Overijssel 20.000 80.000 p.m. p.m.
Waterschap Velt en Vecht 20.000 40.000 30.000 10.000
Waterschap Groot Salland - 40.000 45.000 10.000
RWS Waterdienst - p.m. p.m. p.m.
Duitse partner - p.m. p.m. p.m.
Tabel B.2: Besteding per partner en jaar (bedragen in euro)

14. Gefaseerde aanpak
• Ontwikkelfase: 2010 – 2012
• Haalbaarheidsstudie NA-model + pilots
• NA modellering 15 lateralen
• Ontwikkeling Hydraulisch model + uitbouw Dld
• Koppeling Hyrd. Model met NA-modelgebieden
• Testfase: 2013 - 2014
Operationele inzet: vanaf 1 januari 2014

15. Betrokkenheid diverse adviseurs
Tijdens het bouwen:
- RH/DHV (secretariaat namens Velt en Vecht)
- Nelen & Schuurmans (Projectleiding en secretariaat)
- HKV (Haalbaarheidsstudie NA-modellen)
- Rura – Arnhem (Uitbreiding Sobek Vecht model in D
+ koppelen met Sobek Vecht NL)
- HKV (14 NA-modellen in HBV format)
- Deltares (inrichting FEWS en koppeling NA-
modellen + hydraulische Sobek
Vecht model
Na gereedkomen:
- Nelen & Schuurmans (externe hosting MSV – FEWS Vecht)
- Deltares (SLA – onderhoudovereenkomst)

16. Opbouw

17. Huidige afvoer- en waterhoogteverwachtingen
Op basis van:
- neerslagradar data (gecombineerd Nederland-Duitsland
vanuit project Nationale Regen Radar, NRR)
- neerslagverwachtingen (HiRLAM en ECMWF
ensemble)
- hydrologisch neerslagafvoermodel (15 deelgebieden)
- hydraulisch modellen (volledig hydrodynamisch 1d van
Ohne tot Ramspol);
- real-time metingen (waterhoogtes en afvoeren) in
combinatie met ARMA data-assimilatie

18. HW - voorspelinstrument FEWS Vecht
Metingen
Radar
Weersvoorspelling
Neerslag-
afvoermodel
(HBV)
Hydraulisch
model (SOBEK)
FEWS Vecht
Andere FEWS

19. Real – time metingen div. bronnen
AANTAL LOKATIES:
• NRW (Lanuv) 6
• NLWKN 5
• Vml. Velt en Vecht 26
• Vml. Regge en Dinkel 10
• Ws. Groot – Salland 16
• Ws Reest en Wieden 1
• Provincies Overijssel en Drenthe 3
• Rijkswaterstaat ON en IJG 12

20. Real-time Radar neerslagbeelden

21. Real-time Radar neerslagbeelden
Bron: site Nationale Neerslag Radar

22. Meerdaagse Weervoorspelling

23. Koppeling met andere BOS en
FEWS systemen
• Bos Regge (vml Ws. Regge en Dinkel)
• Bos Dinkel (nog te koppelen in 2014)
• FEWS Meren (RWS - IJG)
• BOS Meppelerdiep (ws. Reest en Wieden)
• Phanta Rei voor Duitse deel van de Vecht
(NLWKN Meppen – toekomst)

24. 15 neerslag – afvoer gebieden (HBV)

25. •profielen
•stuwen
•Instroompunten
•randvoorwaarden
Hydraulisch model (SOBEK)

26. Rainfall prediction
Calculated discharge catchments
Discharge catchments
Calculated waterlevels + discharge
Waterlevels + discharge
Rainfall runoff model
Data assimilation to measurements
Hydraulic model
Data assimilation to measurements

27. Model performance

28. Data assimilatie d.m.v. ARMA

30. RR model
14 mei 2013

31. Performance: Indicatoren
• Bias (verschil model-meting)
• Momentaan
• Gemiddeld
• RMSE (Root Mean Square Error)
• Gemiddelde kwadratisch verschil
• Geeft “typische” afwijking (zonder teken)
• Nash Sutcliffe: kental voor hoe goed de afvoeren zijn gemodelleerd
• 1 = perfect
• 0 = gemiddeld
• <0 = slechter dan gemiddelde
• Cumulatieve afvoer (volume)  niet gedaan
14 mei 2013

32. Hydraulisch model - afvoeren
14 mei 2013

33. Verwachte waterstanden
Met ARMA Zonder ARMA

34. Resultaten Performance analyse 2013-2014
Tabel Fout! Geen tekst met opgegeven opmaakprofiel in document..1 Resultaten afvoeren hydraulisch model
Meetpunt
N
(N=8760)
%
𝑸 𝑶𝒃𝒔
(m
3
/s)
BIAS
(m
3
/s)
RMSE
(m
3
/s)
NS
(N=1)
Ohne 8611 98,3% 2.84 0.20 0.39 0.98
Neuenhaus 8617 98,4% 5.23 0.21 1.75 0.89
Emlichheim 8731 99,7% 15.19 0.12 2.81 0.96
DM Haandrik 8635 98,6% 16.89 -1.62 6.63 0.83
Stuw Haandrik 8635 98,6% 16.89 -4.77 8.03 0.75
Stuw Hardenberg 8630 98,5% 23.23 -4.83 16.12 0.34
Stuw Marienberg 8674 99,0% 24.56 -6.08 8.96 0.77
Stuw Junne 8672 99,0% 22.39 0.55 10.19 0.79
Hesselmuelertburg 8700 99,3% 22.10 5.77 9.41 0.79
Stuw Vilsteren 8691 99,2% 30.01 3.91 15.83 0.47
DM Dalfsen 8388 95,8% 32.51 6.42 11.46 0.86
Stuw Vechterweerd 8691 99,2% 26.84 9.22 21.80 -0.17
Zwartemeer 8596 98,1% 52.97 5.34 25.09 0.83

35. Resultaten Performance analyse 2013-2014

36. Aanbevelingen
Volgen uit bevindingen:
1. Vergeet die van vorig jaar niet!
2. Controle RR model
3. Resultaten Performance analyse 2013-2014
4. Datacontrole: toevoegen debietmeetpunten
5. Neerslagverwachting
a) Downscaling van 6-uur tijdstap EPS
b) Toevoegen COSMO (3d) en eventueel Cosmo-LEPS
c) Rapid HiRLAM
d) Harmonie
18 juni 2014

37. Sta-va-za / Verdere
ontwikkeling/ wensen ?

38. Cutting edge !?
• Dubbele toepassing van Data assimilatie zowel op de
NA-modellen als op diverse plekken in het
Hydraulische model
• Jaarlijke evaluatie performance analyse
• Bestuurlijk onderkende meerpartijen
samenwerkingsverband, inclusief
grensoverschrijdende partijen
• Integratie van het HW model in Hoogwater
draaiboeken en calamiteiten organisatie

39. Ontwikkeling 2013 na analyse

40. Ontwikkel wensen na analyse 2014
• Opwaarderen van Q-h naar continue Q op 5 locaties in
Dld.
• Fine tuning NA-modellen, zowel in NL als in Dld.
• Integratie van realtime grondwater- /bodemvocht data in
HBV modellen
• Integratie van meer neerslag grondstation voor validatie
van composiet radarbeelden
• RTC op inzet van nood - retentiegebieden

41. In the end …..
live demo FEWS Vecht

42. Dank voor jullie aandacht